JPS60196406A - 圧力補償付電磁比例流量制御弁 - Google Patents

圧力補償付電磁比例流量制御弁

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JPS60196406A
JPS60196406A JP5088784A JP5088784A JPS60196406A JP S60196406 A JPS60196406 A JP S60196406A JP 5088784 A JP5088784 A JP 5088784A JP 5088784 A JP5088784 A JP 5088784A JP S60196406 A JPS60196406 A JP S60196406A
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JP
Japan
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pressure
flow control
flow rate
pilot
solenoid
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JP5088784A
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Inventor
Kazuo Inoue
和夫 井上
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0416—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
    • F15B13/0417—Load sensing elements; Internal fluid connections therefor; Anti-saturation or pressure-compensation valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ソレノイドによって作動されるパイロット弁
とパイロット弁よりのパイロット圧で作動される流量制
御スプールと圧力補償スプールとを備え、油圧アクチュ
エータの負荷圧力が変fヒしても常に流量制御スプール
の開度に比例した流量を供給する圧力補償付電磁比例流
量制御弁に関するものである。
従来技術 第1図に示すように、図示省略した圧力補償部に開口連
通した入口ボー)aを流量制御スプールbで左右出口ボ
ートc 、dに断連制御すると共に、入口ボー)aの流
量を左右ソレノイドe、fにより【作動されるスプール
形のパイロット弁gによって流量制御スプールbの左右
受圧室り、iに供給制御して、その開度な制御すること
でソレノイドe、fへの供給電流に比例した流量が得ら
れるようにした流量制御弁が知られている。
例えば、右ソレノイドfに電流を供給すると、その電流
に比例した推力F1がパイロット弁gに作用して流入ボ
ートjと圧出ロボートにとを連通し、入口ボー)aの圧
力Psを減圧してPよとしてパイロット弁gの左端面g
1に作用して前記推力F1と均り合せて圧力P1を推力
F1に比例した値とし、その圧力P1を左受圧室りに供
給して流量制御スプールbを右に押して入口ボー)aと
左出ロボートCとの開度(開口面積)Slを前記ソレノ
イド推力F1に比例した値として油圧アクチュエータへ
の供給流量を制御する。
しかし、この構造であるとパイロット弁gがスプール形
であるから、精密な加工を要し作動時にゴミの混入によ
り作動が不円滑となって正確な流量制御が出来ない欠点
を有する。
発明の目的 ゴミにより作動が不円滑となることがないと共に、流量
制御部によって供給方向を切換え制御できるようにする
ことを目的とする。
発明の構成 供給電力に比例した推力となるソレノイドとボペッ形の
パイロット弁とによって油圧源と流量制御スプールの受
圧室との連通路を絞り作動する構成とし、ソレノイドの
推力に応じたパイロット圧を得られるようにしたもの。
実施例 第2図は中立状態の断面図であり、圧力補償部Xと流量
制御部Yとパイロット部Zとを備え、圧力補償部Xは弁
本体1に入口ボート2と中間ボート3とを断連する圧力
補償スプール4を有し、この圧力補償スプール4をバネ
5とバネ室6内の圧力(負荷圧力)とで連通方向に押動
し、かつ背圧室7に中間圧電入路8で供給される中間圧
で遮断方向に押動してポンプPの供給圧Psを中間圧P
1に減圧する。
流量制御部Yは弁本体10弁孔9に流量制御スプール1
0を摺動自在に設けて中間ボート3と左右負荷ボー)1
1.12と左右ドレーンボート13.14とを断連する
もので、左右バネ15.16で中立位置に保持され、左
右受圧室17.18内のパイロット圧で左右に押動され
ると共に、左右受圧室17.+8は連通路19で連通さ
れ、かつ連通路19には左右出口オリフィス20.21
が設げてあり、負荷圧導入路22で前記バネ室6に連通
し、さらに左右負荷圧センシングボー)23.24で弁
孔9に開口している。
パイロット部2は左右パイロット弁25.26を有し、
この左右パイロット弁25.26はポペット形となり、
かつ左右ソレノイド27.28で動作制御されて中間ボ
ート3に連通した導入路29を左右パイロット圧導入路
30.31に断連(絞り)制御するようになり、導入路
29には左右入口オリフィス32.33が設げである。
前記左右負荷ボー)11.+2はアクチュエータS′の
第1.第2室S;、S二に接続しである。
しかして、第2図に示す中立状、暢であると左右ソレノ
イド27.28には通電されないから推力F1はゼロで
あり、左右受圧室17.18のパイロット圧は等しくな
って流量制御スプール10は図示の中立位置となり、中
間ボート3と左右負荷ボート11.+2とを遮断し、左
右負荷ボヴトI+、+2と左右負荷圧センシングボート
23゜24と左右ドレーンボー) 13.14とを遮断
する。
つぎに、第3図に示すように右ソレノイド28に通電し
励磁すると、右ソレノイド28の推力Flは電流に比例
する。しかも鉄心が吸引されその位置を変えても推力は
変らない。そのため右ソレノイド28の鉄心は電流に比
例した力で右パイロット弁26を左方に押し、その結果
右パイロット弁26は右シート29aに接近する。
これにより、右パイロット圧導入路31に供給されるパ
イロット圧が絞られて右ソレノイド28の推力F1に見
合うパイロット圧となる。
つまり、シート径d1とステム径d2とを等しくとり、
かつ右パイロット弁26で絞った後のパイロット圧Pb
を右ソレノイド室28a内に導いであるので、右パイロ
ット弁26を右方に押す油圧力はAX(P2−Pb)で
表わされる。
ただし、Aは受圧面積、Paは流入圧力。
そして、この右方に押す油圧力がソレノイド推力F1と
釣合うから A(Pa−Pb)=F ・・・・・(1)、°、Pb=
Pa−■・・・・・(1)′となる。
すなわち、流入圧力aを一定に保てばパイロット圧力P
bはソレノイド推力Fによって定まる。
ここで、左左受圧室17.18のパイロット圧を比較す
ると、左受圧室17のパイロット圧は左ソレノイド27
の電流がゼロであるから左パイロット弁25は全開状態
にあるので圧力損失は小さくなって高くなり、右受圧室
18内のパイロット圧は前述のように右パイロット弁2
6で絞られるだけ低(なる。
その結果流量制御スプール10は右方に押されて右バネ
16と釣合う位置で静止する。
これにより、中間ボート3と左負荷ボート11とが連通
し、右負荷ボート12と右ドレーンボート14とが連通
ずるから、アクチュエータS′の第1室S;に圧油が供
給されると共に、圧力補償が行なわれて負荷圧に左右さ
れずに所定の流量(流量制御スプール10の右方へのス
トロークによって決定される開口部S1の開度に見合う
流量)が供給される。
以下その詳細な動作を説明する。
第3図において、ポンプPから吐出された流体は圧力病
整弁りによって供給圧Ps&CMMl整される。この圧
力のもと、R(t Qで入口ボート2に流入すると、先
ず圧力補償スプール4のせまい開口部S2を通って中間
圧P1に減圧される。ここで流量Qはメイン流量りとパ
イロット流−MIQ2+もの2つに分かれる。メイン流
−It Qlは直ちに流量制御スプール10の開口部S
1を通って左負荷ボート11に出る。前記開口部S1の
面積をS1aとすれば、流量q1圧力差P1−Poとの
間にはCを常数として Qa = C81a fW)n・・・・・(2)の関係
が成り立つ。PCは左負荷ボート11の負荷圧である。
一方断面撰A1の圧力補償スプール4の左端面(背圧室
7)には中間圧P1を、また右端面(バネ室6)には負
荷圧PCを受け、かつ右方からバネ5のバネ力W1を受
けて釣合っている。したがって Pよ−P −5 CAエ ・・・・・(3) の関係が成り立つ。これを(2)に代入すれば次式ここ
でバネ力W1は釣合点でほぼ一定の値をとるから(4)
式より流量Qllは一定となる。
すなわち、流量qは流量制御スプール10の開口部S1
の開度を決定すれば一義的に定まり、供給圧Psにも負
荷圧PCにも無関係となる。
これが減圧形圧力補償付流量制御弁の一搬的な原理であ
る。本発明も・その原理を踏襲してお゛す、その点では
従来と変っていない。
前記の通り圧力補償部Xを通過した流体は中間圧P1に
落ちたあと、流量制御スプール10を通って負荷圧P。
に下がる。このルートと並んでいるのが2つのパイロッ
ト回路であり、やはり中間圧P1で始まり負荷圧PCで
終る。
生ず左側のパイロット回路について述べれば、在入ロオ
リフイス320手前で圧力P1の流体が流量もで在入ロ
オリフイス32を通る。通過後の圧力はP2に下がり、
これが全開状態にある左パイロット弁25を通ってP4
にまで下がる。もつとも左パイロット弁25による圧力
損失はこの場合非常に小さいのでP4はほぼP2に等し
い。
とのP4圧は流量制御スプール1oの左端面(左受圧室
17)に作用し、その後左出口オリフィス20を通って
左セグメントボート23に至り、ここからメイン流量と
合流して負荷圧PCの左負荷ボート11に流れ込む。
次に右側のパイロット回路においては、圧力P1の流体
が流量Q3で右入ロオリフィス33に流太し、圧力P3
となって右バイロッ)弁26(7)円すい血26aに作
用する。右パイロット弁26は右ソレノイド28により
推力Fユで押されており、これと油圧力とが釣合う。右
パイロット弁26で絞られた後の圧力をP6、とし、ま
たシート径(=ステム径)による受圧面積なA3とすれ
ば、3項で述べた如(次の式が成り立つ。
P5−P3−TL3 ・・・・・(5)このP5圧は流
量制御スプール1oの右端面(左受圧室18)に作用し
、その後右出口オリフィス21を通って右センシングボ
ート24に至り、負荷圧PCの中に流れ込む。この右側
パイロット回路は右パイロット弁26による絞りのため
、P5圧はP4圧にくらべ低くなる。流量制御スプール
10両端圧力の差P4P5にスプール断面積A2を乗じ
た積が左右バネ15,160反力と釣合う位置まで変位
する。バネ力をW2とすれば流量制御スプール10につ
いて次の式が成り立つ。
W2 =ん(P4P5) ・・・・・(6)(5)式を
見れば明かな如く、電流を増してソレノイド推力F1を
増せばP5は減する。そうすると(6)式により釣合う
べきバネ力W2は増す。これは差圧P、 −P5が増し
て流量制御スプール10の変位量が増すことを意味する
。このようにして流量制御スプール10は電流に比例し
て変位し、それに伴い流量制御スプール10の開口部S
工の開口面積が増す。
前述のように、左右パイロット弁25.26はポペット
形となり、油の流れを前面より受けて、付着したゴミを
下流に洗い流すよう送るの(11) で、スベール形のパイロット弁と比較してゴミが混入し
ても作動が不円滑となることがないから、正確に流量制
御できる。
また、流量制御スプール10を左に押動すれば中間ボー
ト3を右負荷ボート12に開口してアクチュエータSの
右室S2に供給できるから、流量制御スプール10によ
って供給方定を切換え制御できる。
また、流量制御スプール10の左右受圧室17゜18に
供給されるパイロット圧は中間圧P1より開始(つまり
上流側が中間圧となり)して最終的には負荷圧Pc (
つまり下流側が負荷圧)となるので、供給圧Psにも負
荷圧にも左右されない流量制御スプール10の開口部S
よの開度が保証される。
したがって、パイロット流量とメイン流量とを共通の油
圧源より得るようにした流量制御弁で完全な圧力補償性
を得ることができる。
つまり、第4図は各圧力の位置関係を示すものであり、
(中間圧Pl−負荷圧P。)は供給圧Ps02) や負荷圧PCに左右されず一定であるから、左右のパイ
ロット圧P、 、 P、の差圧(P4P5)も左又は右
ソレノイド27.28の推力が変化しなければ一定とな
り、推力を変化させたときに変わるので、前記差圧(P
4P5)に基づく流量制御スプール10の開口部S1の
開度は一足となって圧力補償されるから、この圧力補償
と圧力補償部Xによる流量の圧力補償との両者が相俟っ
て完全な圧力補償が行なわれる。
なお、第5図に示すようにバネ室6を左右パイロット弁
25.26で左右負荷ボート11゜12に供給制御する
ようにしても良い。
発明の効果 ポペット形のパイロット弁とソレノイドとによってバイ
ロツ゛ト圧を制御するので、ゴミが混入しても作動不確
実となることがなく、円滑に流量制御できる。
流量制御スプール10で左右負荷ボートII。
12に流量を供給できるから、流量制御部で供給方向を
切換えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の断面図、第2図は本発明の実施例を示
す中立状態の断面図、第3図は作動状態の断面図、第4
図は各圧力部の線図的説明図、第5図は他の実施例の断
面図である。 Xは圧力補償部、Yは流量制御部、Zはパイロット部、
4は圧力補償スプール、10は流量制御スプール、11
.+2は左右負荷ボート、+7.+8は左右受圧室、2
5.26は左右パイロット弁、27.28は左右ソレノ
イド。 出願人 株式会社 小松製作所 代理人 弁理士 米 原 正 章 弁理士 浜 本 忠

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧力補償スプール4を備えた圧力補償部Xと、#L量制
    御スプール10を左右受圧室17.18内のパイロット
    圧で左右に移動して圧力補償部Xよりの流体を左右負荷
    ボートI+、12に供給する流量制御部Yと、油圧源と
    左右受圧室17゜1gとの間に設けられて供給電力に比
    例した推力となる左右ソレノイド27.28とポペット
    形の左右パイロット弁25.26とで絞り作動するパイ
    ロット部Zとより構成したことを特徴とする圧力補償付
    電磁比例流量制御弁。
JP5088784A 1984-03-19 1984-03-19 圧力補償付電磁比例流量制御弁 Pending JPS60196406A (ja)

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